NO153587B - Volumregulator for lufttekniske anlegg. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrøret en volumstrømregulator

for lufttekniske anlegg med et kanalavsnitt, hvori et reguleringslegeme er svingbart lagret om en akse, som halverer kanaltverrsnittet, og hvor reguleringslegemet på

sin tilstrømningsside oppviser en stort sett plan flate likesom en lengde som svarer til kanalhøyden.

I lufttekniske anlegg, særlig klimaanlegg, er

det behov for et større antall volumstrømregulatorer.

Disse skal sørge for at den nødvendige volumstrømmen, innenfor snevre toleranser, strømmer inn i et rom som skal underkastes luftkondisjonering, uavhengig av trykkforhold og -variasjoner i anlegget totalt. Rent generelt kan de fordringer som stilles til en volumstrømregulator angis som følger: Volumstrømmen bør bare avvike fra beregnet volumstrøm innenfor et snevert toleranseområde. En liten totaltrykkforskjell foran og bak volumstrømregulatoren skal være tilstrekkelig for å kunne stille inn beregnet volumstrøm. Såframt det skulle oppstå trykkvariasjoner i anlegget skal disse såvidt mulig kunne dempes aperiodisk i volumstrømregulatoren. Volumsttømregulatorens egen støyut-vikling skal være så lav som mulig. I visse tilfeller skal også betegnet luftmengde kunne stilles inn, ettersom denne kan endre seg når det oppholder seg flere eller færre personer i rommet, som skal luftkondisjoneres, eller når maskinen kobles inn, hhv. ut. Til sist skal en volumstrøm-regulator kunne anbringes i enhver geometrisk stilling i kanalsystemet.

Det finnes et stort antall ulike volumstrøm-regulatorer. Disse er vanligvis forsynt med et reguleringslegeme i form av et spjeld, som ved hjelp av vekter, fjører og/eller dempningsledd er ubalansert på en slik måte at de oppfyller de ønskete krav. Et slikt spjeld er som regel svingbart lagret om en akse som strekker seg gjennom midtpunktet i kanaltverrsnittet. Luften som passerer volumstrømregulatoren strømmer da såvel ovenfor spjeldet som nedenfor dette. Dette resulterer i strømningsoppløsninger både ved spjeldets øvre og nedre kant, og at det dannes et uregelmessig dødvannsområde med strømmen, regnet fra spjeldet. Dette området er stedet hvor det oppstår lave frekvenser, som det er vanskelig eller umulig å dempe.

Oppfinnelsens hovedformål er å redusere egen-støyen fra regulatoren. Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved at reguleringslegemet i et plan vinkelrett på dets svingakse oppviser et halvsirkelformet tverrsnitt, idet tverrsnittsradien svarer til halvparten av kanalhøyden.

Ved volumstrømregulatoren ifølge oppfinnelsen blir i det minste det halve kanaltverrsnittet stadig avdekket av reguleringslegemet, ettersom dette med sin sylinderkontur ligger tett an mot kanalens overside, hhv. underside. Det er klart at det finnes en viss svært liten klaring mellom sylinderkonturen og den samvirkende kanalveggen for at reguleringslegemet skal kunne svinges om sin akse. I ethvert tilfelle blir det imidlertid med denne anordningen oppnådd at det bare opptrer strømnings-løsninger ved den kanten av reguleringslegemet som rager inn i det åpne kanalområdet, idet det bare dannes en enkelt motstrømsvirvel med ordnet dødvann, og dennes støy-utvikling er betydelig mindre enn den ved uordnet dødvann. Forøvrig danner det seg ved reguleringslegemets til-strømningsside, som påvirkes av den strømmende luft, et trykkfelt i en strømning. På baksiden av reguleringslegemet, som dannes av de halvsirkelformete tverrsnitt, er samtlige trykkrefter rettet radialt, slik at de ikke kan utøve noen dreiemomenter på reguleringslegemet. I overensstemmelse med dette virker det på reguleringslegemet et aerodynamisk dreiemoment, som utelukkende er bestemt gjennom trykkfordelingen på tilstrøm-ningssiden. Dreiemomentet blir til null når reguleringslegemets tilstrømningsside strekker seg parallelt med kanaltverrsnittets lengdeakse, eller når den står vinkel-ratt på samme.

Det kan oppnås særlig gunstige og oversiktlige forhold når kanalavsnittet har et rettvinklet tverrsnitt og reguleringslegemet er en halvsylinder. Volumstrøm-regulatorens følsomhet forbedres når reguleringslegemet er et hullegeme. De akustiske egenskaper hos denne volum-strømregulator blir påvirket i gunstig retning når kantene av reguleringslegemet er avrundet i overgangsområdet mellom sylinderkontur og tilstrømningsside. Den kanten som er rettet mot strømningsretningen blir da omstrømmet nesten oppløsningsfritt, mens avrundingen av de kanter som er rettet i strømningsretningen virker gunstig inn på mot-strømshvirvelen, og dermed på dødvannområdet med hensyn på en støyreduksjon..

Reguleringslegemet er anbragt på en aksel, som er ført gjennom kanalveggen og utenfor kanalavsnittet bærer en hevarm med en utligningsvekt. Ved hjelp av vekten, som ifølge en foretrukket utførelsesform er forskyvbart festet til hevarmen, kan reguleringslegemets egen vekt kompenseres slik at det praktisk talt råder en ubestemt likevekt. Derved blir det mulig å anbringe volum-strømregulatoren i enhver geometrisk posisjon i systemet uten at vektbetingete dreiemomenter gjør seg gjeldende.

I det følgende forklares et utførelseseksempel på oppfinnelsen som er vist på tegningene, hvor: Fig. 1 skjematisk viser et lengdesnitt gjennom en volum-strømregulator ,

fig. 2 viser anordningen ifølge fig. 1 med inntegnete strømlinjer

fig. 3 viser anordningen ifølge fig. 1 med inntegnete trykkfelt,

fig. 4 viser en annen utførelsesform av anordningen ifølge fig. 1,

fig. 5 viser en ytterligere utførelsesform av anordningen ifølge fig. 1, mens

fig. 6 viser en volumstrømregulator med etterkoblet diffusor hhv. lyddemper.

Den volumstrømregulator som er vist i fig. 1 oppviser et som kanalavsnitt utformet hus 1 med rettvinklet tverrsnitt. 1 midten av huset 1 er det anbragt en aksel 2, som bærer et reguleringslegeme 3. Akselen 2 er lagret i husets vegger. Reguleringslegemet 3 er et hullegeme med en plan vegg 4, som danner reguleringslegemets 3 tilstrømningsside, og en i halvsirkelform tilbøyd vegg

5, slik at reguleringslegemet 3 totalt har et halvsylind-risk tverrsnitt, hvor tverrsnittradien omtrent svarer til husets 1 halve høyde. Som det framgår av fig. 1 er anordningen slik at reguleringslegemet 3 kan svinge rundt den aksen som dannes av akselen 2, idet dens sirkelformet krummete vegg 5 beveger seg med liten klaring under den øvre vegg av huset.

Akselen 2 er ihvertfall på den ene siden ført ut gjennom huset 1, og bærer der en hevarm 6 med en utligningsvekt 7 som er forskyvbart festet på hevarmen 6.

Reguleringslegemets 3 kanter 8,9 er avrundet i overgangsområdet mellom den sirkelformete veggen 5 og den plane veggen 4.

Fig. 2 viser strømningsforholdene når det strømmer luft mot reguleringslegemet 3 i retning av pilene 10. Den kant 8, som er vendt mot strømmen utsettes praktisk talt ikke for støtvirkning når luften strømmer forbi den. Bakenfor den i strømningsretningen liggende kant 9

løser strømningen seg opp under dannelse av en motstrøms-virvel 11, slik at det oppstår et ordnet dødvannsområde 12. I dette frambringes det forholdsvis lite støy.

Ved gjennstrømningen av volumstrømregulator oppstår det ved tilstrømningssiden hhv. ved veggen 4 av reguleringslegemet et trykkfelt 13, som kan sammenliknes med trykkfeltet i en konfusor. På den venstre halvdel av den plane veggen 4 ifølge fig. 3 råder det et statisk overtrykk. Trykket synker i kanaltverrsnittet etterhvert som dette avtar i strømningsretningene slik at det noe til høyre for akselen 2 råder undertrykk. Trykkfeltet 13 viser at det på reguleringslegemet 3 utøves et dreiemoment omkring akselens 2 akse. Dette dreiemoment blir omtrent til null når reguleringslegemets 3 tilstrømningsside, hhv. plane vegg 4 strekker seg i kanalakselens retning eller når den plane veggen 4 står vinkelrett på kanalaksen. De trykkrefter som virker inn på den sirkelsylindriske flaten 5 ved tilstrømningssiden kan neglisjeres i sammenlikning, ettersom det dreier seg om radialtrettet krefter 14, som ikke utøver noe dreiemoment på reguleringslegemet 3.

Ved hjelp av utligningsvekten 7 kan reguleringslegemet 3 utbalanseres slik at volumstrøm-regulatorens funksjon er sikret i enhver geometrisk inn-bygningsstilling.

Ved den utførelsesform som vises i fig. 4 angir samme henvisningstall like deler. Reguleringslegemet 3 er som beskrevet lagret på akselen 2, som strekker seg utenfor kanalveggen og på utsiden bærer ei skive 15. Skiva angripes utenfor midten av ei fjør 16. Fjøras andre ende er festet til en tråd, ei snor e.l. 17, som er viklet opp på en rull 18, som den dessuten er festet til. Rullen 18 er koaksialt forbundet med ei skive 19, som kan dreies og låses i forskjellige stillinger. Når skiva 19 dreies blir tråden 17, som fører til fjøra 16 rullet opp på rullen 18, hhv. rulles av fra denne, slik at fjøra 16 spennes eller avlastes. Derved endrer også reguleringslegemets 3 inn-stillingskarakteristikk seg, og på tilsvarende måte den beregnete mengde som strømmer igjennom volumstrømregula-toren. Når skiva 19 er innstilt, blir den på i og for seg kjent måte gjort fast på kanalveggen.

Det er ikke vist at skiva 19 også kan være forsynt med en motordrevet innstillingsanordning, f.eks. i form av en pneumatisk eller elektrisk drivinnretning. Derved kan skiva.19 og følgelig også den beregnete mengde innstilles fra et fjerntliggende sted. Innstillingsmotoren kan være tilkoblet en

reguleringskrets, som eksempelvis tjener til å regulere romtemperaturen ved hjelp av en innkoblet temperatur-regulator.

Utførelsesformen med fjør ifølge fig. 4 kan realiseres enten i kombinasjon med utførelsesformen med utligningsvekt 7,ifølge fig. 1 eller også uten vekt 7. Når volumstrømregulatoren skal arbeide automatisk d.v.s. uten ytre elektrisk eller pneumatisk tilleggsenergi, er det utelukkende av betydning at det moment som fjøra 16 frambringer i vidtgående grad opphever det dreiemoment som frambringes av de aerodynamiske krefter som virker på reguleringslegemet 13.

Også ved den utførelsesform som er vist i fig. 5 angir samme henvisningstall tilsvarende deler. Gjennom det hule reguleringslegemet 3 strekker det seg her en plate 20, som er avstøttet på motstående kanalveggpartier. Ved den viste utførelsesformen er platen anbragt litt ovenfor husets 1 lengdeakse, og strekker seg med sitt plan i det vesentlige i retning av lengdeaksen. En elastisk belg 21 er avstøttet mot platens 20 underside og mot inn-siden av reguleringslegemets 3 plane vegg 4. Belgen 21 oppviser en åpning 6om er dannet av et påfyllingsrør 22. Dette strekker seg stort sett vinkelrett på den ene veggen 4 og utenfor denne idet røret er avsluttet i et område, som ikke eller bare i ubetydelig grad forstyrres av trykk-fordelingsprosessen. Påfyllingsrørets 22 frie ende 23 er skrått avskåret, slik at skråflaten 23 er rettet hoved-sakelig vinkelrett mot strømningen, hvorved rørets 22 nedre ende belastes med fullt trykk fra strømningen.

Dette medfører oppblåsing av belgen 21 og frambringer et moment som ensretter det aerodynamiske moment. Samtidig danner imidlertid belgen 21 med påfyllings røret 22 også et konstruksjonselement for aperiodisk dempning av reguleringslegemets 3 svingninger. Av betydning er derved påfyllingsrørets 22 lengde og inner-diameter. Reguleringslegemets 3 reaksjonshastighet overfor trykkvariasjoner i kanalsystemet er avhengig av dette. Ved hurtig svingende strømningsforhold vil en f.eks. velge et rør 22 med mindre tverrsnitt enn ved langsomt svingende strømningsforhold. Dessuten kan påfyllingsrøret 22 også oppvise et ikke vist spjeld.

Anordningen ifølge fig. 5 kan benyttes i

kombinasjon med utførelsesformene ifølge fig. 1 og/eller 4.

Ved utførelsesformen ifølge fig. 6 betegner like henvisningstall igjen tilsvarende deler. Her er det like etter reguleringslegemet 3 anbragt en diffusor, som omfatter et øvre ledelegeme 24, som med sin mot

strømningsretningen rettete kontur 25 er avpasset etter

i reguleringslegemets 3 sirkelsylinderkontur, slik at reguleringslegemet 3 og ledelegemet 24 strømningsteknisk danner en enhet når reguleringslegemet 3 befinner seg i hvilestilling, d.v.s. når dets plane vegg 4 strekker seg i

retning av husets 1 lengdeakse. Forøvrig strekker ledelegemet seg ved det viste utførelseseksempel bare til midten, av huset 1, slik at diffusoren frigir et inngangs-tverrsnitt 26, som svarer til det frigitte tverrsnitt ved fullstendig åpent reguleringslegeme 3. Når nå reguleringslegemet 3 svinges, eksempelvis i den stilling som fig. 6

) viser, blir motstrømshvirvelen 11 som dannes bak kanten 9,

vesentlig mindre enn eksempelvis antydet i fig. 2. På tilsvarende måte blir også trykktapene mindre.

Til diffusoren hører det også et ledelegeme 27, som er anbragt ved den motstående kanalveggen. Begge ledelegemene 24, hhv. 27 danner mellom seg en diffusor-kanal 28, som kan utformes på ønsket måte.

Ledelegemene 24 og 27 kan være utformet som lyddempere. Ved det viste utførelsesekserapel består de av støydempende matter med forholdsvis stor tykkelse. Ved hjelp av disse oppnås det en særlig virkningsfull lyddempning i området fra 125 til 500 Hz. Diffusorens viste knekkete form er særlig fordelaktig. Støy som måtte oppstå ved ellet bak reguleringslegemet 3, blir umiddel-bart dempet og volumstrømregulatorens lydgjennomsttåling i et etterfølgende ledningssystem blir vidtgående redusert på grunn av diffusorens knekk-form.

Claims (4)

1. Volumstrømregulator for lufttekniske anlegg med et kanalavsnitt, som et reguleringslegeme er svingbart lagret i,om en akse som halverer kanaltverrsnittet, og hvor reguleringslegemet på sin tilstrømningsside oppviser en stort sett plan flate likesom en lengde som svarer til kanalhøyden, karakterisert ved at reguleringslegemet (3) i et plan vinkelrett på dets svingeakse (2), oppviser et halvsirkelformet tverrsnitt (5), idet tverrsnittsradien svarer til halvparten av kanalhøyden.

2. Volumstrømregulator i samsvar med krav 1, karakterisert ved at kanalavsnittet (1) har et rettvinklet tverrsnitt, og at reguleringslegemet (3) er en halvsylinder.

3. Volumstrømsregulator i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at reguleringslegemet (3) er et hullegeme.

4. Volumstrømregulator i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at reguleringslegemets (3) kanter (8,9) er avrundet i overgangsområdet mellom sylinderkappa (5) og tilstrømningssida (4).